Tren me vakum: parimi i funksionimit, testimi. Treni i së ardhmes

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Shkencëtarët kanë arritur prej kohësh në përfundimin se për të rritur shpejtësinë e çdo automjeti, është e nevojshme të shtypni sa më shumë forcën e fërkimit. Sipas këtij parimi, fluturojnë anije kozmike, të cilat, pa rezistencë mjedisore, mund të udhëtojnë në hapësirë për një kohë shumë të gjatë. Është kjo veçori që qëndron në themel të projektit, i njohur si "treni vakum i së ardhmes".

Trenat më të shpejtë

Arritja më e lartë e shkencëtarëve në fushën e lëvizjes së tokës me shpejtësi të lartë, që nga sot, konsiderohet levitacioni magnetik. Trenat e levitacionit magnetik u testuan në Japoni, Angli dhe Gjermani në vitet 1970. Aktualisht, ky lloj transporti operohet me sukses në shumë shtete. Në këtë rast, duke minimizuar fërkimin, sigurohen shpejtësi brenda 500 km/h. Për më tepër, një mjet i tillë lëvizës karakterizohet nga efikasitet i lartë, miqësor ndaj mjedisit dhe nivel i ulët i zhurmës. Në të njëjtën kohë, duhet të theksohet se një rritje në shpejtësinë e lëvizjes sjell një rritje nëzvarritje aerodinamike. Shkencëtarët propozojnë krijimin e një treni vakum duke përdorur një qasje të ngjashme. Parimi i funksionimit të tij është që traseja duhet të kalojë brenda tubit me ajër të pompuar, kështu që të gjitha forcat e rezistencës janë të përjashtuara.

Shfaqja e idesë së transportit me vakum

Koncepti i ndërtimit të një tubacioni mallrash transatlantik për dërgimin e mallrave nga Evropa në Amerikë dhe anasjelltas u shfaq për herë të parë në SHBA në vitet gjashtëdhjetë të shekullit të kaluar. Siç ishte planifikuar, ishte planifikuar të ndërtohej një tub në oqean në një thellësi prej gjysmë kilometri, transporti brenda të cilit do të kryhej nga trenat që lëviznin në një jastëk magnetik. Vetëm në vitin 1999, inxhinieri amerikan Dariel Oster arriti të marrë një patentë për teknologjitë e transportit të tubacioneve vakum, gjë që i dha një shtysë të re zhvillimit të tyre.

Project Oster

Sipas idesë së Oster-it, pista duhet të përbëhet nga dy tuba të ngritur (për lëvizje në drejtime të ndryshme), secili prej të cilëve është 150 cm në diametër. Supozohet se kapsulat transportuese në një pezullim magnetik do të rrëshqasin brenda. Diametri i tyre do të jetë 130 cm, dhe gjatësia - 490 cm. Gjashtë pasagjerë me peshë totale deri në 370 kg do të mund të lëvizin në të njëjtën kohë në rimorkio.

Motori për trenin me vakum të Osterit do të përbëhet nga një element parësor (një tub dredha-dredha) dhe një dytësor (trupi i vetë kapsulës së aliazhit ferromagnetik). Hendeku minimal midis tyre lejon përdorimin e një motori linear asinkron. Në vetë rimorkio do t'ju duhetinstaloni vetëm një pezullim elektrodinamik për të siguruar ngritje magnetike, një sistem rigjenerimi ajri, sedilje dhe bateri miniaturë të dizajnuara për dritare dhe televizorë virtualë. Meqenëse lëvizja e kapsulës do të ndodhë praktikisht pa rezistencë, një pjesë e konsiderueshme e energjisë së shpenzuar për nxitimin mund të kthehet gjatë ngadalësimit. Pengesa kryesore në realizimin e këtij projekti është se treni në tubin e vakumit duhet të lëvizë përgjatë një binar krejtësisht të drejtë. Përndryshe, elektromagnetët do të duhet të kompensojnë forcën centrifugale gjatë kthesës.

projekti zviceran

Inxhinierët zviceranë filluan të zhvillonin diçka të ngjashme në vitin 1974. Projekti i tyre hyri në histori me emrin Swissmetro. Siç ishte planifikuar, kapsulat e jastëkut magnetik duhej të punonin me një shpejtësi deri në 500 km / orë. Treni zviceran me vakum i së ardhmes u krijua për të lidhur qytetet kryesore të shtetit (Bern, Cyrih, Gjenevë, Lozanë dhe Bazel). Në këtë rast ishte planifikuar të përdoreshin tuba me diametër 180 cm dhe një makinë me tetë vende për transportin e pasagjerëve. Deri më sot, është e vështirë të gjykosh karakteristika të tjera, pasi projekti nuk është përpunuar deri në fund. Në vitin 2009, qeveria e vendit e braktisi këtë ide.

Treni anglez i së ardhmes

Inxhinierët britanikë në 2002 iu kthyen projektit të krijimit të një treni vakum. Planet e tyre janë thjesht madhështore, sepse shpikësit synojnë të krijojnë një rrjet që do të zëvendësojë hekurudhën dhe rrugën.transporti. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të ndërtohet një rrjet i tërë tubash në të gjithë vendin. Në këtë rast, kapsulat do të projektohen për një maksimum prej dy pasagjerësh të vendosur në pozicionin e shtrirë. Ndryshe nga projektet e mëparshme, këtu mjetet lëvizëse duhet të lëvizin përgjatë shinave me shpejtësi deri në 420 km/h. Motorët elektrikë të vendosur në karroca do të mundësohen nga një shirit kontakti. E meta kryesore që ka treni me vakum anglez, sipas zhvilluesve, lidhet me kostot e larta të energjisë për transportin e një pasagjeri, krahasuar me projektet e mëparshme. Nga ana tjetër, përparësia e tij kryesore qëndron në koston relativisht të ulët të ndërtimit të një rrjeti transporti.

Projekti Hyperloop

Më premtuesi është projekti i trenit të së ardhmes, i cili quhet Hyperloop. Ideja e krijimit të saj në vitin 2012 u sugjerua nga miliarderi amerikan Elon Musk. Fillimisht projekti u fol si mënyra e pestë e transportit, por nuk shkoi përtej diskutimeve në televizion. Pasi u bë e ditur për planet e qeverisë për të ndërtuar një linjë hekurudhore me shpejtësi të lartë midis Los Anxhelosit dhe San Franciskos, biznesmeni mori përsipër zbatimin e konceptit të tij. Projekti Hyperloop është një tubacion tokësor në të cilin një tren vakum mund të udhëtojë me shpejtësi që variojnë nga 400 në 1220 km/h. Në gusht 2013, ideja u prezantua zyrtarisht për publikun e gjerë në një prezantim prej 58 faqesh.

Parimi i punës

Ideja kryesore e projektit Hyperloop është liria maksimale e krijimit të një rrjeti transporti ngatubacionet dhe funksionimin e mëtejshëm. Në këtë drejtim, ai u bazua në një model të tillë si një tren vakum. Në SHBA, sipas shpikësit, është e nevojshme të ndërtohet një rrjet binarësh paralele të mbyllura që do të lidhen në pikat fundore të rrugëve. Për të krijuar vakum në to dhe për ta mirëmbajtur, mjaftojnë tubat prej çeliku 25 mm të trasha dhe pompat me fuqi të ulët. Brenda tyre, Elon Musk sugjeron lëshimin e kapsulave deri në 30 metra të gjata. Biznesmeni i parë dëshiron të lidhë San Francisko dhe Los Anxhelos.

Sipas zhvilluesit, nuk do të funksionojë për të krijuar një vakum absolut në tuba. Në këtë drejtim, masat e ajrit do të drejtohen nën fundin e mjeteve lëvizëse përmes grykave speciale në harkun e tij. Kjo do të krijojë një jastëk ajri dhe do të kursejë fonde të konsiderueshme të nevojshme për zbatimin e elektromagnetit. Për të rimbushur motorin, për shkak të të cilit kapsula do të vihet në lëvizje, në dyshemenë e tubit do të vendoset një shirit alumini 15 metra i gjatë çdo 110 km.

Opsione për funksionimin e sistemit

Prezantimi merr në konsideratë versionin e pasagjerëve dhe ngarkesave të pasagjerëve të sistemit. Në rastin e parë, propozohet ndërtimi i një tubi me diametër 2.23 m. Treni me vakum që qarkullon brenda do të mund të transportojë deri në 28 pasagjerë në një udhëtim. Opsioni i dytë përfshin përdorimin e një tubacioni me diametër 3.3 m. Në këtë rast, do të jetë e mundur të transportohen tre makina shtesë në secilën kapsulë. Duhet theksuar se sipas projektit Elon Musk, trenat do të nisençdo gjysmë minutë.

Efiçenca e kostos dhe testimi

Projekti Hyperloop mund të quhet shumë efektiv. Zhvilluesit synojnë të plotësojnë plotësisht nevojat e saj përmes energjisë diellore dhe të erës. Ata planifikojnë të shesin të gjithë tepricën e saj, duke fituar rreth 25 milionë dollarë në vit nga kjo. Sipas Elon Musk, një tarifë me një drejtim do të duhet të jetë rreth 20 dollarë. Në këtë rast, projekti do të paguajë për njëzet vjet.

Testimet e para të trenit me vakum u zhvilluan në maj 2016. Për këtë qëllim, një vend i veçantë testimi u ndërtua në shkretëtirën afër Las Vegas. Karroca, duke përdorur elektromagnet, fillimisht u përshpejtua në një shenjë prej 180 km / orë, pas së cilës u ndal gradualisht.

Siguria

Zhvilluesit ishin veçanërisht të kujdesshëm për sigurinë. Lëvizja e kapsulës nuk do të ndikojë në komoditetin e pasagjerëve në asnjë mënyrë. Ndjehet sikur nxitimi i tij nuk do të ndryshojë nga vrapimi i avionit para nisjes, dhe më pas - një rrëshqitje e qetë dhe pa turbulenca. Elon Musk pretendon se një tren me vakum nuk mund të dalë nga shinat apo të bjerë nga një lartësi, ndaj duhet të konsiderohet si një nga mënyrat më të sigurta të transportit. Në rast të ndërprerjes së energjisë, kapsula është e pajisur me bateri, fuqia e të cilave është e mjaftueshme për të mbajtur pasagjerët për 45 minuta, me fjalë të tjera, për të gjithë itinerarin. Në fund të fundit, shumica e njerëzve janë shumë të kënaqur me udhëtimin me avion, pavarësisht nga fakti se mjetet e arratisjes në rast tëfatkeqësitë në to janë shumë të dyshimta.

Përfundim

Krijimi i një treni me vakum, pa dyshim, kërkon kosto të mëdha financiare. Përveç kësaj, para zbatimit të projektit, është e nevojshme të zgjidhen shumë probleme të tjera teknike. Megjithatë, në kohën tonë, duke pasur parasysh zhvillimin e vazhdueshëm të teknologjisë, mundësia e zbatimit të kësaj sipërmarrjeje nuk duket aq e paqartë sa disa dekada më parë. Në këtë drejtim, nuk duhet habitur kur trenat, të cilët janë më të shpejtë se avionët modernë supersonikë, do të përdoren së shpejti për transportin e pasagjerëve dhe mallrave.